- •Лабораторна робта№2
- •Автомобілів” Дослідження автомобільних генераторів
- •1. Мета роботи
- •2. Теоретичні відомості
- •2.1. Призначення автомобільного генераторів та принцип їхньої дії
- •2.2 Трифазний випрямляч генератора
- •2.3 Генератори з додатковими випрямлячами для обмотки збудження
- •2.4 Принцип дії безконтактних індукторних генераторів змінного струму
- •2.5 Конструктивне виконання генераторів змінного струму
- •2.6 Технічні та електричні характеристики генераторів
- •3. Опис лабораторної установки
- •3.1. Програма роботи
- •5. Обсяг та зміст звіту до лабораторної роботи
- •6.Контрольні запитання
Міністерство освіти та науки України
Національний університет водного господарства
та природокористування
Кафедра електротехніки і автоматики
Лабораторна робта№2
з курсу „Електричне та електронне обладнання
Автомобілів” Дослідження автомобільних генераторів
Рівне – 2005
Методичні вказівки: до виконання лабораторної роботи „Електричне та електронне обладнання автомобілів” Дослідження автомобільних генераторів / В.М.Арсенюк, Рівне: НУВГП, 2005
Упорядник В.М.Арсенюк ст., викладач
Відповідальний за випуск Б.О.Баховець, професор, завідувач кафедри електротехніки і автоматики, академік УЕАН / В.М.Арсенюк, Рівне: НУВГП, 2005, -33-c.
©Арсенюк В.М., 2005
©НУВГП, 2005
Лабораторна робота №2 Дослідження автомобільного генератора з клювоподібним ротором
1. Мета роботи
Вивчити будову, принцип дії та дослідити електричні характеристики вентильного автомобільного генератора з клювоподібним ротором.
2. Теоретичні відомості
2.1. Призначення автомобільного генераторів та принцип їхньої дії
Генератор – основне джерело електроенергії на автомобілі, що забезпечує живлення споживачів та зарядження акумуляторної батареї під час роботи двигуна.
До генераторів ставляться такі вимоги: довговічність та надійність в експлуатації; малі габаритні розміри, маса та вартість; велика питома потужність, можливість забезпечення зарядження акумуляторних батарей за малої частоти обертання колінчастого вала двигуна в режимі холостого ходу.
Так як електрична мережа автомобіля є мережою постійного струму, що обумовлюється використанням в мережі акумуляторної батареї, то і автомобільний генератор повинен бути джерелом постійного струму. Тому тривалий час в автомобілі використовувався генератор постійного струму. Цьому генераторові властиві всі недоліки колекторних електричних машин постійного струму: велика маса і габарити, мала надійність низький коефіцієнт корисної дії.
Розвиток напівпровідникової техніки дозволив в 70 роки минулого століття замінити в автомобілях генератор постійного струму синхронним генератором змінного струму з вмонтованим в нього напівпровідниковим випрямлячем.
Синхронний генератор з вмонтованим в нього випрямлячем і є основним джерелом електричної енергії в сучасних автомобілях. Ресурс роботи генераторів змінного струму в рази більше від генераторів постійного струму і досягає тис. км. пробігу автомобіля. Крім того, ці генератори мають меншу виту, вищий К.К.Д і допускають роботу при вищих обертах, які можуть досягати .
На сьогодні випускають два типи генераторів змінного струму: з контактними кільцями й щітками і безконтактні індукторні.
Принцип дії генератора змінного струму грунтується на явищах електромагнітної індукції, відкритих М. Фарадеєм. Магнітний потік у генераторі (рис. 1.1) створюється обмоткою збудження під час протікання в ній постійного електричного струму. Магнітний потік із полюса , перетинаючи повітряний зазор, пронизує зубець і ярмо статора і вдруге перетинаючи повітряний зазор, досягає полюса . Цей шлях на (рис. 1.1) позначено штриховою лінією.
Рис. 1.1 Схема автомобільного генератора змінного струму
1 – статор, 2 – обмотка статора; 3 – полюс ротора; 4 – обмотка збудження; 5 - щітка
Під час обертання ротора під кожним зубцем статора проходить навперемінно то північний то південний полюс ротора.
При цьому магнітний потік , замикаючись через зубці і ярмо статора (1) (а значить і через обмотку статора), змінюється в часі як по величині так і по напрямку. Відповідно до закону електромагнітної індукції зміна магнітного потоку, щепленого з обмоткою (котушкою), наводить (збуджує) в обмотці електрорушійної сили (Е.Р.С.) рівної:
Тому в кожній обмотці статора фази генератора при обертанні його ротора наводиться фазна Е.Р.С.:
де - кількість витків в обмотці однієї фази генератора;
- магнітний потік одного полюса.
При зміні потоку по закону:
де - амплітудне значення магнітного потоку;
- кутова швидкість
Гц – лінійна частота
р – число пар полюсів генератора
n – частота обертання ротора,
Наведене миттєве значення Е.Р.С. дорівнює:
або її діюче значення:
де - обмотковий коефіцієнт обмотки статора
Вираз для фазної Е.Р.С. можна записати в спрощеному вигляді:
де для даного (конкретного) генератора:
- сталий коефіцієнт